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Mié, Oct
INNOVADORES

4 factores claves en la transición energética

La UE se encuentra entre los más adelantados en políticas públicas y normativa legal

La UE se encuentra entre los más adelantados en políticas públicas y normativa legal

Energías Alternativas
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La transición energética, como lo define la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA, International Renewable Energy Agency, por sus siglas en inglés), es la transformación del sector energético mundial; pasar de producir energía con combustibles fósiles hacia una producción de energía libre de estos.

Representa un cambio estructural a largo plazo en los sistemas energéticos globales. Cambia la forma de producción y consumo de la energía. En el fondo está la necesidad de reducir las emisiones de CO2 relacionadas con la energía para limitar el cambio climático. La descarbonización del sector energético -enfatiza IRENA- requiere una acción urgente a escala mundial.

Estamos refiriéndonos entonces a un cambio de modelo global que debe realizarse sin interrumpir el suministro de energía, y en un horizonte de tiempo cercano. La magnitud de este giro que debe realizar el ecosistema energético abarca: sectores de producción y consumo, inversiones, proyectos, colaboraciones en sistemas multilateral, organismos institucionales, financieros, tanto privados como públicos y dentro de un marco de políticas y legalidad que facilite el viraje. 

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Gobiernos de todo el mundo están desarrollando matrices de energía basados en los cambios necesarios para una matriz limpia; unos tienen más avances y han alcanzado mayor éxito que otros. De los anterior, podemos nombrar a  5 países en capacidad instalada de renovables en 2019. La UE se encuentra entre los más adelantados en políticas públicas y normativa legal. Los factores a enumerar en este documento y que mencionaremos como prioritarios también fueron presentados por expertos en política energética europea y publicados en el artículo "La transición energética de la Unión Europea: prioridades clave para los próximos cinco años", que reúne cuatro prioridades hasta 2024 para fomentar la transición energética en esta región. 

Para cada país las políticas orientadas a lograr un sistema energético carbono-neutral están claramente formadas por una multitud de factores y en la práctica significan algo diferente para cada actor, ciudad y empresa; pero hay constantes, y generalidades que pueden identificarse al analizar de manera cruzada las hojas de ruta de las ciudades europeas hacia la neutralidad del carbono. 

Acciones políticas claras que los gobiernos deben evaluar en sus planes a corto y mediano plazo: 

  • 1 - Descarbonizar el sector transporte 
  • 2 - Preparar el sistema eléctrico para un incremento de fuentes renovables 
  • 3 - Mayor inversión e innovación en tecnologías de Captura de Carbono (CCUS, Carbon Capture Use and Storage, por sus siglas en inglés) 
  • 4 - Acelerar la descarbonización del sector Industrial y de Construcción (“Building”) 

1.- Descarbonizar el sector transporte 

Tendencias, emisiones y proyecciones

Según datos publicados por la Agencia Internacional de la Energía (AIE, International Energy Agency, por sus siglas en inglés), entre 1971 y 2017, el consumo final total de energía (TFC, Total Final Consumption, por sus siglas en inglés) se incrementó en un factor de 2.3 (Figura 1). La proporción del uso de energía de la mayoría de los sectores primarios puede calificarse como estable, por ejemplo, para el comercio y los servicios o la industria. La agencia en su reporte “Panorama Mundial de Energia- 2019” destaca el aumento del consumo en el sector transporte. Aumentó significativamente, del 23 % de TFC en 1971 al 29 % en 2015-2017. A pesar de este valor, en 2017 la industria siguió siendo el sector de consumo más grande, solo un punto porcentual más bajo que en 1971 (37 %). El sector residencial ocupó el tercer lugar en 2017 (21 %).

Fig. 1 - Según EIA, el consumo total de energía se incrementó en un factor de 2.3
Fig. 1 - Según EIA, el consumo total de energía (TFC) se incrementó en un factor de 2.3

A nivel mundial el sector transporte se encuentra entre los que generan más gases de efecto invernadero (14 %), en conjunto con el sector eléctrico (24 %), la agricultura (24 %) y el sector industrial (21 %) (ver figura 2). Las proyecciones de distintos estudios apuntan a mayores incrementos si no se toman acciones contundentes. Es un sector de difícil transformación y totalmente dominado por los combustibles fósiles. El desafío lo representa el crecimiento continuo de la actividad de pasajeros y carga que podría superar todas las medidas de mitigación. 

Fig 2. - El sector transporte a nivel mundial genera 14% de los gases de efecto invernadero
Fig 2. - El sector transporte a nivel mundial genera el 14 % de los gases de efecto invernadero. (Fuente: IPCC, 2014)

De acuerdo a las proyecciones de EIA, en un "Escenario de Desarrollo Sostenible” (EDS) alcanzaría su máximo en el 2020 con un total de 8.1 GtCo2; se puede iniciar el descenso “solo si” políticas eficientes son aplicadas al parque automotor globalmente (aviación, transporte de pasajeros, transporte de carga, trenes y embarcaciones). Ver figura 3.

Fig. 3 - Top 5 países por TFC, por sector, Mtoe. (Fuente: IEA,2019)
Fig. 3 - Emisiones de gases de efecto invernadero. Proyecciones del año 2.000 al 2.040. (Fuente: IEA)

 

2.- Preparar el sistema eléctrico para un incremento de fuentes renovables 

En 2018, el 42 % de todas las emisiones de CO2 relacionadas con la energía provienen del sector eléctrico, esto lo caracteriza como la mayor fuente de emisiones de CO2 relacionadas con la energía. Por lo tanto, es cada vez más imperativo La preparación de este sector para por un lado, reducir nuestro consumo energético a través de una mayor eficiencia y, por otro, sustituir los combustibles fósiles por energías renovables 

En la tarea de sustituir sus fuentes de energía este sector ha realizado importantes cambios, de hecho es en la generación eléctrica donde se pueden contabilizar mayores avances. En 2018, la generación de electricidad renovable aumentó un 7 %, el 60 % de este aumento proviene de las tecnologías eólicas y solares. Aunque la proporción de energías renovables en la generación de electricidad global alcanzó el 26 % en 2018, la energía renovable debería alcanzar el 50 % para 2030 (IRENA, 2019). Es necesario incrementar los porcentajes de participación de las renovables a un paso acelerado. 

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Los sistemas eléctricos tradicionales se diseñaron para tratar con fuentes no variable pero nuestras futuras necesidades de energía serán abastecidas por una combinación de muchas fuentes diferentes variables

La integración de energía renovable se centrará en una generación distribuida, almacenamiento de energía, tecnologías activadas térmicamente y respuesta a la demanda en el sistema de distribución y transmisión eléctrica. Y a medida que la energía renovable más variable (VRE, Variable Renewable Energy, por sus siglas en inglés), como la eólica y la solar, se integren en los sistemas de generación tradicionales, surgen desafíos técnicos debido a la necesidad de mantener el equilibrio entre la carga y la generación en todo momento. 

Áreas iniciales para alcanzar mayor penetración de renovables: 

Inversión: incentivando los mecanismos competitivos para favorecer inversiones más alta en proyectos de VRE. 

Tecnología: desarrollo y digitalización de la infraestructura de red, con un marco regulatorio estable y predecible. 

Integración: flexibilidad de forma sostenible. La flexibilidad del sistema eléctrico implica diversos métodos de generación, combinados con redes de transmisión y distribución más sólidas. 

Almacenamiento: el almacenamiento de energía se puede usar para una variedad de funciones que incluyen regulación, seguimiento de carga y cambio de energía para agregar o absorber energía de un sistema de energía cuando hay muy poca o demasiada energía renovable. 

3.- Mayor inversión e innovación en tecnologías de Captura de Carbono (CCUS) 

¿Cuáles son los países con mayor incidencia en el consumo? 

La captura y almacenamiento de CO2 sería una opción para los países desarrollados que necesitan reducir sus emisiones de CO2 y que tienen importantes fuentes de CO2 del sector industrial, con acceso a lugares de almacenamiento y experiencia con el tratamiento del gas y del petróleo. Esto parece ser una opción para los países mostrados en el gráfico (ver figura 4). China, USA, India y Rusia que se encuentran entre los top 5 con un sector industrial de alto consumo y también mayores emisiones de CO2. 

Fig. 2 - Esto parece ser una opción para los países mostrado en este gráfico (Fuente: IEA,2019)
Fig. 4 - La captura y almacenamiento de CO2 parece ser una opción para los países mostrado en este gráfico (Fuente: IEA,2019)

La técnica conceptualmente consiste en capturar las emisiones de carbono en la fuente antes de que sea expulsado a la atmósfera para luego almacenarlas en reservorios naturales, en antiguas explotaciones mineras o en yacimientos de hidrocarburos (actualmente en servicio o agotados). El carbón capturado también puede ser utilizado para convertirlo en otro producto que contiene carbón o contiene bajas concentraciones como combustible para aviones y fertilizantes hechos de carbono capturado. (Captura y utilización de carbono, CCUS) 

La captura y almacenamiento de carbono (CSC) está demostrando ser eficaz, ya que puede eliminar entre un 80 y un 90 % de las emisiones procedentes de las centrales térmicas de carbón o de gas. 

La mayoría de analistas e investigadores del área concuerdan en el funcionamiento teórico del sistema pero difieren en los análisis económicos para hacer de esta alternativa una solución económicamente viable a niveles industriales. Las investigaciones siguen avanzando y tanto estados Unidos como varios estados europeos continúan apoyando pruebas y startups que avanzan en el área. También las grandes petroleras impulsan el almacenamiento de carbono, se conocen inversiones resaltantes en organismos gubernamentales como el Departamento de los Estados Unidos de América (DOE) quien apenas este mes anunció un fondo de $ 110 millones en fondos federales para proyectos de investigación y desarrollo (I + D). 

La Agencia Internacional de la Energía (AIE) en sus proyecciones espera que la captura de carbono aumente a 2,300 megatoneladas por año para 2040, lo que representa el siete por ciento (7 %) de las reducciones de emisiones globales. Y tendrá una afectación directa en las emisiones del sector industrial. 

4.-Acelerar la descarbonización del sector Industrial y de Construcción (“Building”) 

Ya en el punto anterior se nombro una de las propuestas que industrialmente las grandes compañías evalúan como alternativa posible para disminuir grandes concentraciones de CO2, nos enfocaremos en los siguientes párrafos en el sector de la construcción. 

En el reporte de seguimiento para este sector, IEA informa que las emisiones de los edificios parecen haber aumentado nuevamente en 2018 por segundo año consecutivo (por sobre 3 GtCO 2), ha llegado a su nivel más alto. ¿Qué factores han ocasionado este incremento? El clima extremo aumenta la demanda de energía para calefacción y refrigeración, que en conjunto representaron una quinta parte del aumento global total de la demanda final de energía en 2018. Se hace necesaria una construcción basada en sostenibilidad y tecnologías eficientes para el uso de la energía. 

Las edificaciones son una pieza crítica de un futuro bajo en carbono, tienen un enorme potencial para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, y a un costo relativamente bajo. Los gobiernos deben establecer compromisos claros y ambiciosos para garantizar señales de mercado a largo plazo abordando todos los aspectos del diseño, construcción y operación de edificios y su equipamiento en todo el mundo. 

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Dichos compromisos deben contener medidas políticas específicas, como códigos de energía de construcción y estándares de rendimiento obligatorios para equipos que permitan y fomenten la adopción de soluciones clave de tecnología energética para edificios y para acelerar la transición a energía limpia y reducir los costos involucrados. 

Un aspecto interesante y de seguimiento en este sector es el caso de las edificaciones de las grandes empresas de tecnología con centros de datos y redes de transmisión de datos de grandes consumo. A medida que el mundo se digitaliza cada vez más, los centros de datos y las redes de transmisión de datos se están convirtiendo en una fuente importante de demanda de energía, y cada uno representa aproximadamente el 1 % de la demanda mundial de electricidad. Probablemente sean estas organizaciones “casos a imitar” y "casos de estudio” debido a que sus edificaciones cada año obtienen la certificación “huella de carbono neutral” como es el caso de la energía consumida por Google qué es 100 % renovable por segundo año consecutivo.

¿Es posible un futuro descarbonizado? 

Uno de los países con mayores avances hacia la transición energética es Dinamarca, Copenhagen tiene el reto de llegar a ser carbono neutral para el 2025; esta semana su nuevo ministro de energía Dan Jørgensen ha lanzado una frase de reflexión en el espacio de la Cumbre de las Naciones unidas para el cambio climático; el dijo que en Dinamarca no se pregunta si es posible hacerlo, sino “Que es lo que se necesita hacer y lo hacemos”. 

Como actores de esta transformación sin precedente en la humanidad, desde la arista donde nos corresponda actuar todos quienes nos relacionamos con el mundo energético debemos preguntarnos ¿Qué se necesita hacer? y hacerlo! 

 

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REFERENCIAS:

Breugel (2019), The European Union Energy Transition: Key Priorities for next fiv years. Tomado de: https://bruegel.org

CBC News (2018), Carbon Capture: What you need to know about catching CO2 to fight climate change. Tomado de: https://www.cbc.ca

IEA (2018), Key World Energy Statistic. Tomado de: https://www.iea.org

IEA (2019), Tracking Clean Energy Progress. Tomado de: https://www.iea.org

IRENA (2019). Global energy transformation: A roadmap to 2050 (2019 edition), International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi. Tomado de: https://www.irena.org

 

Autor

Lenin Simancas

Nohely Colina. 22 años de experiencia en la dirección de Proyectos de Tecnología para el Negocio del Petróleo y el Gas. Licenciada en informática. MSc. en Gerencia Informática. Coach Certificada PMP®. ITIL®. Docente Universitario.